双组份极地冰钻酯基钻井液研究

发布时间：2021-07-30 11:24

　　极地考察工作具有重大的科学意义和深远的政治内涵。我国已经成功完成了多次南、北极科学考察。中国的南极Dome A深冰芯科学工程取得了里程碑式的进展，在东南极已经获得长度分别为3.83m,3.57m和3.59m的完整冰芯，钻探深度达134.0m。吉林大学极地研究中心承担了国家基金委的极地深冰下基岩无钻杆取芯钻探装备项目，其目的之一是研发出适合南极Dome A地区钻探施工的钻具。深部冰层钻探取芯用钻井液是确保极地钻探钻具正常工作的最关键因素之一，它的使用目的主要有2个：第一，用钻孔中钻井液的密度来平衡孔壁压力，防止其因弹塑性形变而发生缩颈；第二，钻孔中循环的钻井液可清除钻头上的碎屑。已有的三种深冰芯钻探钻井液分别是：（i）双组份石油基质钻井液；（ii）乙醇混合型钻井液；（iii）酯基钻井液。从物理性质、安全性、环保性、对工具的腐蚀性和其他技术方面考虑，他们并不能完全符合要求。为南极钻探施工寻找新型环保型钻井液仍然是未来钻探项目中最紧迫的任务之一。钻井液的密度和粘度也是钻井液的重要参数之一。液柱的密度和相应的静水力学压力应该足以平衡缩颈的压力，钻井液的粘度影响钻杆回次进尺的时间和绞车的功率需求... 

【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：63 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

冰盖层和冰盖的漂流极地是地球表面的冷极，也是对全球气候变化响应和反馈最敏感的地区之一

南极 Dome A 深冰芯科学工程始于 2009/2010 年第 26 次南极内陆考察，在这次，完成了深冰钻探的主钻场建设工作。在之后连续 3 年的科考工作中，相继完成芯钻探槽的建设工作、先导孔的建设工作及钻机的安装调试工作。在第 29 次（）南极内陆考察中成功地钻取长度分别为 3.83m、3.57m 和 3.59m 的三段完整的冰进深度达到 134.0m，这是我国极地冰钻施工中的重大突破。南极 Dome A 深冰芯程计划用 4～5 个夏季来完成，目标是获得记录百万年时间尺度的气候信息、研究me A 区域冰盖底部性状及其床底的基本性质等[1]。2013 年中国南极 Dome A 的深探工作树立了中国极地钻探事业的里程碑。

图 2.1 在南极（左图）和格陵兰（右图）的钻探施工中的深孔位置 在深冰钻探的实践中，使用过的钻井液主要有三种类型：(i) 以石油为基质的双组份钻井液；(ii) 用乙醇和乙二醇调配的钻井液；(iii) 酯类钻井液。此外，低分子的二甲基硅氧烷油(DSO’s)也得到了一定的关注，被认为是一种优质钻井液，并被详尽地研究讨论过[9]。2.2 双组份石油基质钻井液双组份石油基质钻井液是在类似煤油类产品（如低温燃料 DF-A、 et A1、JP-8）的基础上制备完成的；或者是在以 EXXSOL D-系列和 Isopar K 系列产品（表 2.2）为溶剂的基础上制成。这些产品在功能上性质类似，仅在芳香族化合物、蜡、硫和其它杂质等

【参考文献】：
期刊论文
[1]NEEM计划2537.36m透底深冰芯的钻取与成果概述[J]. 王士猛,效存德,谢爱红,李传金,任贾文,秦大河,张通.  冰川冻土. 2011(03)



本文编号：3311313